抗微生物泡沫及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本公開(kāi)整體涉及抗微生物泡沫以及包括所述抗微生物泡沫的壓迫敷料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在例如下肢的水腫疾病以及靜脈和淋巴疾病的治療中使用壓迫繃帶是已知的。人 們認(rèn)為壓迫繃帶尤其有用的領(lǐng)域是諸如靜脈腿部潰瘍的慢性傷口的控制和治療。
[0003] -些現(xiàn)有的靜脈腿部潰瘍治療包括施加2至4層壓迫繃帶，其中這種多層包扎的理 念包括結(jié)合不同類型的繃帶層以便在層中施加壓力(通過(guò)壓力積累），并提供持續(xù)的壓迫以 及剛性。一種現(xiàn)有的繃帶系統(tǒng)采用四層系統(tǒng)，包括吸濕矯形羊毛內(nèi)層、第二層縐布繃帶、第 三層光壓迫繃帶和第四層自粘（內(nèi)聚)柔性繃帶。
[0004] 當(dāng)壓迫繃帶固定（例如纏繞在肢體上）一段時(shí)間后（例如1天至14天），可能產(chǎn)生惡 臭。臭味會(huì)讓人在社交中感到恥辱、會(huì)引起尷尬和孤立、也會(huì)造成抑郁，通常還會(huì)影響生活 質(zhì)量。靜脈腿部潰瘍是通常伴有臭味的傷口。壓迫繃帶下的臭味可以是多種因素引起的，諸 如出汗、皮膚干燥龜裂或皸裂和/或正常的皮膚微生物菌群。汗水、皮膚菌群和/或來(lái)自傷口 或龜裂皮膚的滲出液會(huì)導(dǎo)致皮膚上和繃帶中滋生細(xì)菌。這些細(xì)菌能通過(guò)正常的代謝活動(dòng)分 泌/排出酶，繼而可產(chǎn)生導(dǎo)致臭味的化合物，諸如有機(jī)脂肪酸。木炭和環(huán)糊精可用于吸收這 種脂肪酸，從而控制臭味。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 抗微生物劑可通過(guò)停止或抑制代謝來(lái)防止細(xì)菌生長(zhǎng)，進(jìn)而停止或抑制后續(xù)惡臭脂 肪酸的生成?？刮⑸飫┛煞譃閮煞N類型;可浸出的抗微生物劑(如，銀(Ag)、葡萄糖酸氯己 定(CHG)和聚六亞甲基雙胍(PHMB))和不可浸出的抗微生物劑(如，共價(jià)結(jié)合的季胺）。在一 些情況下，人們擔(dān)心可浸出的抗微生物劑會(huì)使得有害化學(xué)物質(zhì)浸出到環(huán)境中從而產(chǎn)生適應(yīng) 性生物及毒性。
[0006] 本公開(kāi)整體涉及抗微生物泡沫以及包括該抗微生物泡沫的壓迫敷料或繃帶，具體 地講，本公開(kāi)涉及包含不可浸出的（即共價(jià)結(jié)合的)季銨基化合物的抗微生物泡沫。
[0007] 本公開(kāi)的一些方面提供了抗微生物泡沫。該抗微生物泡沫可包含聚合物泡沫，該 泡沫的潤(rùn)濕時(shí)間為至少250秒;和包含抗微生物材料的涂層。該抗微生物材料可包括季銨化 合物，并且該抗微生物材料可共價(jià)結(jié)合到泡沫。該抗微生物泡沫可包含在該泡沫干重的每 100重量份中占至少0.25重量份的季銨化合物。
[0008] 本公開(kāi)的一些方面提供了制備抗微生物泡沫的方法。該方法可包括提供聚合物泡 沫，該泡沫的潤(rùn)濕時(shí)間為至少250秒。該方法還可包括提供包括季銨前體的抗微生物材料。 該方法還可包括使該泡沫與季銨前體結(jié)合以形成組合；以及將該組合加熱到至少40°C的溫 度以形成包含共價(jià)結(jié)合到泡沫的季銨化合物的抗微生物泡沫。
[0009] 參考詳細(xì)說(shuō)明和附圖，本公開(kāi)的其他特征和方面將變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的壓迫敷料的透視圖，該壓迫敷料包括根據(jù)本公 開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的抗微生物泡沫。該壓迫敷料可形成壓迫繃帶系統(tǒng)的內(nèi)層繃帶或舒適層。
[0011] 圖2是外層繃帶的透視圖，該外層繃帶可與圖1的壓迫敷料（即內(nèi)層繃帶)結(jié)合使用 以形成壓迫繃帶系統(tǒng)。
[0012] 圖3為根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例示出抗微生物泡沫的化學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0013] 圖4為根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例示出抗微生物泡沫的化學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0014] 圖5為根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例示出抗微生物泡沫的化學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 在詳細(xì)解釋本公開(kāi)的任何實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明在其應(yīng)用中不僅限于下 文說(shuō)明中所提及或下文附圖中所示出的構(gòu)造細(xì)節(jié)和部件布置方式。本發(fā)明容許其他實(shí)施例 并且容許以各種方式實(shí)施或執(zhí)行。另外，應(yīng)當(dāng)了解，本文使用的措詞和術(shù)語(yǔ)是用于說(shuō)明目的 而不應(yīng)被視為限制性的。本文使用"包括"、"包含"或"具有"及它們的變型形式意在涵蓋其 后所列出的項(xiàng)目及它們的等同形式以及額外項(xiàng)目。除非另外指明或限定，否則術(shù)語(yǔ)"附接" 和"連結(jié)"及其變型按廣義使用，均涵蓋直接和間接的附接和連結(jié)。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公 開(kāi)范圍的情況下，可采用其他實(shí)施例，并且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯上的改變。
[0016] 本公開(kāi)整體涉及抗微生物泡沫以及包括該抗微生物泡沫的壓迫敷料或繃帶。具體 地講，本公開(kāi)涉及包含不可浸出的季銨基化合物的抗微生物泡沫。一般來(lái)說(shuō)，"非浸出"或 "不可浸出的"抗微生物劑是指共價(jià)鍵合到構(gòu)成泡沫的化學(xué)結(jié)構(gòu)的抗微生物材料。
[0017]術(shù)語(yǔ)"泡沫"和短語(yǔ)"聚合物泡沫"各自一般是指在其整個(gè)質(zhì)量中分布有開(kāi)放和/或 閉合孔隙的聚合物材料。在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)的泡沫可包括含有開(kāi)放孔隙的聚合物泡 沫。合適的泡沫可包括柔性的、有彈力的泡沫。
[0018] 本公開(kāi)的抗微生物泡沫和壓迫敷料中所用的泡沫通常是由聚氨酯、聚酯和聚醚中 的至少一者形成的。泡沫形成后，可將本公開(kāi)的抗微生物材料施加至該泡沫，同時(shí)還考慮到 使抗微生物材料與泡沫共價(jià)鍵合。因此，本公開(kāi)的抗微生物泡沫和壓迫敷料中所使用的泡 沫材料可涂覆有抗微生物材料，使得抗微生物材料與泡沫共價(jià)鍵合。例如，抗微生物材料可 包含被構(gòu)造成與泡沫中未反應(yīng)的羥基、異氰酸酯基和/或胺基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（即形成共價(jià) 鍵)的一種或多種結(jié)構(gòu)部分。此類未反應(yīng)的羥基、異氰酸酯基和/或胺基可存在于泡沫的外 表面，并且/或者可至少部分地存在于泡沫的體積內(nèi)。聚氨酯泡沫可包含能與抗微生物材料 發(fā)生反應(yīng)的羥基、異氰酸酯基和/或胺基;聚酯泡沫可包含能與抗微生物材料發(fā)生反應(yīng)的羥 基;而聚醚泡沫可包含能與抗微生物材料發(fā)生反應(yīng)的羥基。
[0019] 術(shù)語(yǔ)"涂層"通常用于指泡沫形成后，而非泡沫形成的過(guò)程中，施加至泡沫的材料， 其不限于最終只可存在于泡沫最外層表面的材料，也可指已經(jīng)可以至少部分地占據(jù)了泡沫 內(nèi)部體積(例如，覆蓋泡沫的間隙）的材料。
[0020] 本公開(kāi)的抗微生物材料可包括季銨化合物。季銨化合物一般通過(guò)破壞細(xì)胞膜而起 作用。季銨化合物，特別是包含烷基鏈的季銨化合物，可通過(guò)離子和疏水相互作用結(jié)合至微 生物細(xì)胞膜的表面，使得陽(yáng)離子頭部朝外，而疏水性尾部插入到微生物細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層 中。這可引起細(xì)胞膜損傷和細(xì)胞內(nèi)組分外漏，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
[0021] 在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)的季銨化合物可包括由羥基和/或烷氧基改性的一種或 多種硅烷和/或酯類。如下文更詳細(xì)的描述，在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)的季銨基抗微生物材 料可包括（i)硅烷基季銨化合物，（ii)聚丙烯酸酯季銨化合物(例如，一種或多種含季銨的 單體與具有以下基團(tuán)的一種或多種單體的共聚物:例如，能夠與該泡沫發(fā)生反應(yīng)的未反應(yīng) 的羥基(-OH)基團(tuán)、烷氧基(-0R)基團(tuán)、羧基(-C00H)基團(tuán)、異氰酸酯基(-N⑶)基團(tuán)，和胺(一 NH2)基團(tuán)中的至少一者），或（iii)它們的組合。硅烷基季銨化合物中的烷氧基硅烷通常會(huì) 水解成硅烷醇，硅烷醇繼而可與泡沫發(fā)生反應(yīng)，例如，如果與泡沫中的羥基反應(yīng)，會(huì)形成甲 硅烷基醚鍵。硅烷基季銨化合物可同時(shí)發(fā)生兩種反應(yīng)：（i)自縮合反應(yīng)，形成硅氧烷基團(tuán)并 引發(fā)聚合反應(yīng)，和（ii)與泡沫的結(jié)構(gòu)部分(例如，羥基(-OH)基團(tuán)、異氰酸酯基(-NC0)基團(tuán) 和/或胺(-NH 2)基團(tuán)）發(fā)生反應(yīng)，與泡沫形成共價(jià)連接。在一些實(shí)施例中，單體丙烯酸酯季銨 化合物與具有側(cè)基式-OH基團(tuán)或可與泡沫反應(yīng)的另一個(gè)結(jié)構(gòu)部分(例如，上文列舉的基團(tuán)） 的其他單體發(fā)生共聚。如下文更詳細(xì)的描述，所得共聚物具有可與泡沫反應(yīng)的一種或多種 未反應(yīng)側(cè)基。
[0022] -般來(lái)講，聚丙烯酸酯季銨化合物與泡沫之間所形成的鍵的類型可取決于作為聚 丙烯酸酯的側(cè)鏈基團(tuán)的結(jié)構(gòu)部分，以及泡沫中可用的結(jié)構(gòu)部分。如下文更詳細(xì)的描述，在一 些實(shí)施例中，聚丙烯酸酯可由包含不同單體的重復(fù)單元形成，其中所述單體中的一者或多 者包括季銨，例如，在延伸自聚丙烯酸酯主鏈的側(cè)鏈基團(tuán)中包括季銨。
[0023] 抗微生物材料可共價(jià)連接到泡沫，并且在一些實(shí)施例中，還可鍵合至其他相鄰的 抗微生物材料（即，季銨化合物），從而與其他季銨化合物形成交聯(lián)，所述其他季銨化合物繼 而可共價(jià)鍵合到泡沫。
[0024] 在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)的抗微生物泡沫可形成壓迫敷料或繃帶系統(tǒng)的舒適層的 至少一部分。例如，如下文參考圖1和圖2所述，一些繃帶系統(tǒng)采用內(nèi)舒適層和外層(例如，自 粘層），內(nèi)舒適層在使用中直接與皮膚相鄰放置，而外層起著施加壓迫力并將整個(gè)繃帶系統(tǒng) 固定到位的作用。這種舒適層可包括直接放于皮膚上的泡沫，該泡沫可引發(fā)惡臭。
[0025] 在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)的抗微生物泡沫可形成壓迫敷料、傷口敷料或它們的組 合的至少一部分。
[0026] 一般來(lái)講，本公開(kāi)的抗微生物泡沫具有較低的吸收能力，并且通常具有至少250 秒、在一些實(shí)施例中至少300秒、在一些實(shí)施例中至少500秒、在一些實(shí)施例中至少750秒且 在一些實(shí)施例中至少1000秒的潤(rùn)濕時(shí)間?？刹捎孟旅娴臏y(cè)試方法測(cè)定給定泡沫的潤(rùn)濕時(shí) 間：
[0027] 首先準(zhǔn)備尺寸大約為2英寸（約5cm) X 2英寸（約5cm)的泡沫樣品。用移液管吸取 ImL去離子水。平放樣品，并將移液管靠近樣品的水平表面。測(cè)量ImL水滴從移液管完全滲入 泡沫中所需的時(shí)間（以秒計(jì)）。通過(guò)視覺(jué)觀察決定滲入情況。以秒(或秒/毫升)為單位記錄潤(rùn) 濕時(shí)間。
[0028] 在一些實(shí)施例中，可通過(guò)以下方式來(lái)制備本公開(kāi)的抗微生物泡沫:使抗微生物材 料(例如，季銨化合物前體)與泡沫結(jié)合（即泡沫形成后），并在引發(fā)季銨化合物前體與泡沫 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（即，共價(jià)鍵合)的溫度下加熱該組合持續(xù)一段時(shí)間。在一些實(shí)施例中，季銨化 合物前體可以是單體、低聚物、聚合物，或它們的組合。
[0029] 組合所需的加熱溫度可根據(jù)加熱步驟的持續(xù)時(shí)間而變化。此外，加熱步驟所需的 時(shí)間和溫度可根據(jù)是否使用干燥泡沫而改變。在以聚丙烯酸酯季銨化合物單體或低聚物作 為抗微生物材料前體(或季銨化合物前體)的實(shí)施例中，通常需要較高的溫度來(lái)引發(fā)聚丙烯 酸酯的聚合反應(yīng)以及聚丙烯酸酯季銨化合物與泡沫之間的反應(yīng)（即形成共價(jià)鍵）。然而，應(yīng) 當(dāng)指出的是，如果聚丙烯酸酯季銨化合物在與泡沫反應(yīng)之前（即在與泡沫接觸或施加至泡 沫之前)先發(fā)生聚合，反應(yīng)效率和抗微生物效果可得到提升。
[0030] 在一些實(shí)施例中，可將組合加熱到至少40°C的溫度、在一些實(shí)施例中至少50°C、在 一些實(shí)施例中至少75°C、在一些實(shí)施例中至少100°C、在一些實(shí)施例中至少105°C、在一些實(shí) 施例中至少150°C、在一些實(shí)施例中至少200°C的溫度。在一些實(shí)施例中，可將組合加熱至少 Imin的時(shí)間段、在一些實(shí)施例中至少5min、在一些實(shí)施例中至少15min、在一些實(shí)施例中至 少20min、在一些實(shí)施例中至少30min、在一些實(shí)施例中至少1小時(shí)、在一些實(shí)施例中至少1.5 小時(shí)、在一些實(shí)施例中至少2小時(shí)、在一些實(shí)施例中至少5小時(shí)、在一些實(shí)施例中至少10小 時(shí)、在一些實(shí)施例中至少15小時(shí)、在一些實(shí)施例中至少20小時(shí)、在一些實(shí)施例中至少24小 時(shí)。
[0031 ]在一些實(shí)施例中（例如，當(dāng)使干燥泡沫與本公開(kāi)的季銨化合物結(jié)合時(shí)），可通過(guò)將 所述組合在65°C下來(lái)加熱15小時(shí)形成本公開(kāi)的抗微生物泡沫;在一些實(shí)施例中，在75°C下 加熱1.5小時(shí)；在一些實(shí)施例中，在105°C下加熱2小時(shí)；在一些實(shí)施例中，在150°C下加熱 Imin;在一些實(shí)施例中，在200°C下加熱lmin。
[0032] 在一些實(shí)施例中，可使泡沫與抗微生物材料結(jié)合，然后加熱（即，可在抗微生物材 料施加至泡沫后加熱組合）。在一些實(shí)施例中，可在使泡沫與抗微生物材料結(jié)合之前、結(jié)合 過(guò)程中和/或結(jié)合之后加熱泡沫并且/或者加熱抗微生物材料(例如，其溶液），使得至少該 組合受到加熱。因此，在一些實(shí)施例中，使泡沫與抗微生物材料結(jié)合以及加熱組合可至少部 分地同時(shí)發(fā)生。
[0033] 使泡沫與抗微生物材料結(jié)合可通過(guò)將抗微生物材料施加至泡沫(或用抗微生物材 料涂覆泡沫)而實(shí)現(xiàn)，并且可包括浸漬(或浸涂）、噴灑(或噴涂）、簾式涂布、刷涂、擦拭、填充 中的至少一者，和它們的組合。然后可將所得經(jīng)涂覆的產(chǎn)品充分加熱一段時(shí)間，使抗微生物 材料與泡沫共價(jià)鍵合?？墒褂靡志囼?yàn)區(qū)確?？刮⑸飫┪磸呐菽?。
[0034] 本公開(kāi)的抗微生物泡沫特別適于減少微生物(例如能引起惡臭的微生物)的生長(zhǎng)。 因此，本公開(kāi)的抗微生物泡沫包含足以大幅抑制微生物生長(zhǎng)的抗微生物材料。在一些實(shí)施 例中，大幅減少微生物生長(zhǎng)可包括例如當(dāng)按照ASTM E2149-10進(jìn)行測(cè)試時(shí)并與未處理/未涂 覆的對(duì)照物進(jìn)行比較時(shí)，在革蘭氏陽(yáng)性菌或革蘭氏陰性菌方面顯示出至少1個(gè)數(shù)量級(jí) (Ilog)的減少、在一些實(shí)施例中至少2個(gè)數(shù)量級(jí)（21og)的減少、在一些實(shí)施例中至少3個(gè)數(shù) 量級(jí)(31og)的減少、在一些實(shí)施例中至少5個(gè)數(shù)量級(jí)（51og)的減少、在一些實(shí)施例中至少6 個(gè)數(shù)量級(jí)(61og)的減少，如下文的實(shí)例所示。
[0035] 在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)的所得抗微生物泡沫中充足的抗微生物材料可包括在泡 沫干重的每100重量份中占至少（或超過(guò))0.25重量份的季銨化合物(0.25%);在一些實(shí)施 例中，在泡沫干重的每100重量份中占至少(或超過(guò))〇. 5重量份的季銨化合物(0.5%);在一 些實(shí)施例中，在泡沫干重的每100重量份中占至少（或超過(guò)）1重量份的季銨化合物（1重 量％ );在一些實(shí)施例中，在泡沫干重的每100重量份中占至少(或超過(guò))2重量份的季銨化合 物(2重量％ );在一些實(shí)施例中，在泡沫干重的每100重量份中占至少(或超過(guò))5重量份的季 銨化合物(5重量％ );在一些實(shí)施例中，在泡沫干重的每100重量份中占至少(或超過(guò)）10重 量份的季銨化合物（10重量％ );在一些實(shí)施例中，在泡沫干重的每100重量份中占至少(或 超過(guò))20重量份的季銨化合物(20重量％ );在一些實(shí)施例中，在泡沫干重的每100重量份中 占至少(或超過(guò))25重量份的季銨化合物(25重量％ );在一些實(shí)施例中，在泡沫干重的每100 重量份中占至少(或超過(guò))30重量份的季銨化合物(30重量％ );在一些實(shí)施例中，在泡沫干 重的每100重量份中占至少(或超過(guò))40重量份的季銨化合物(40重量％ )。
[0036] 在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)的壓迫敷料或繃帶系統(tǒng)可包括內(nèi)層繃帶和外層繃帶。內(nèi) 層繃帶可以是內(nèi)層面向皮膚的、伸長(zhǎng)的、彈性繃帶，可包括伸長(zhǎng)的彈性基底和附連到基底面 的伸長(zhǎng)的泡沫層。在一些實(shí)施例中，伸長(zhǎng)的泡沫層可在整個(gè)基底面上橫向延伸33%或更長(zhǎng)， 并且在整個(gè)基底面上縱向延伸67%或更長(zhǎng)。外層繃帶可以是外層、伸長(zhǎng)的、自粘彈性繃帶， 該繃帶在延伸時(shí)具有壓迫力。
[0037] 本公開(kāi)的壓迫繃帶系統(tǒng)的一些實(shí)施例包括內(nèi)層面向皮膚的、伸長(zhǎng)的、彈性繃帶(或 舒適層）1〇(如圖1所示并且如下文更詳細(xì)的描述)和外層、伸長(zhǎng)的、自粘彈性繃帶20(如圖2 所示并且如下文更詳細(xì)的描述